ビタミンKが糖尿病の予防と治療に役立つことが研究で明らかになった

カナダのモントリオール大学とモントリオール臨床研究所の研究者らが、医薬品の介入なしに糖尿病を治療または予防する有望な新しい方法を発見した。

雑誌『Cell Reports』に掲載されたこの研究で、研究者らは、ビタミンKの摂取量を増やすことで糖尿病のリスクを減らすことができると報告した。これは、ビタミンKがガンマ（y）-カルボキシル化と呼ばれる化学プロセスにおいて重要な役割を果たすためであり、ガンマ（y）-カルボキシル化は細胞内で起こり、細胞が分泌するタンパク質に影響を与える。

この研究は、y-カルボキシル化が膵臓のβ細胞と、細胞が血液中からグルコースを取り込むように誘導するホルモンであるインスリンを産生する能力にとって重要であることを発見した。糖尿病は通常、β細胞の不足やβ細胞によるインスリンの不十分な産生によって発症する。(関連記事研究結果間欠的断食は糖尿病の流行に対処する鍵である)

ビタミンKと糖尿病の関係

統計によると、糖尿病の有病率は過去数十年の間にほぼすべての国で著しく増加している。事実、世界保健機関（WHO）は現在、糖尿病を毎年数百万人の死者を出す世界的な流行病とみなしている。また、糖尿病は失明、腎不全、心臓発作、脳卒中、下肢切断の主な原因であると警告している。

ビタミンKは、植物性および動物性の様々な食品に含まれる脂溶性の栄養素で、補酵素としての役割が知られている。補酵素は触媒や酵素活性化因子としての役割を果たすため、生化学反応の重要な推進役となる。ビタミンKは、血液凝固に必要なタンパク質（プロトロンビン）や骨形成に必要なタンパク質（オステオカルシン）の合成に関与する酵素であるカルボキシラーゼの補酵素として働く。 (関連：ビタミンKの科学的裏付けのある8つの健康効果)

タンパク質生合成の最終段階として、ビタミンK依存性カルボキシラーゼはオステオカルシンの翻訳後修飾（y-カルボキシル化）を促進し、その活性化につながる。カルボキシル化されたオステオカルシンは、骨ミネラルの成熟を制御する以外に、インスリン遺伝子やβ細胞増殖マーカーの発現を制御することも見出されている。いくつかの研究で、カルボキシル化オステオカルシンが高レベルであると、インスリン感受性が向上し、2型糖尿病のリスクが低下することが示されている。

ビタミンK依存性y-カルボキシル化はβ細胞のインスリン産生を改善する

ビタミンKの摂取量が少なかったり、ビタミンKが不足していたりすると、メタボリックシンドローム（冠動脈性心疾患、脳卒中、2型糖尿病のリスクを高める疾患群）の発症リスクが高まることが、いくつかの報告で示唆されている。研究者らはまた、病的肥満患者におけるビタミンKの低レベルは2型糖尿病の存在と正の相関があり、ビタミンKの補充は空腹時血糖値を有意に低下させる傾向があることも観察している。

これらの観察結果は、ビタミンK不足と糖尿病発症リスクとの関連を強く示唆しているが、この関係の根底にあるメカニズムは依然として不明である。このことを明らかにするために、カナダの研究者らはマウスとヒトから分離したβ細胞でいくつかの実験を行った。その結果、代謝ストレスの条件下では、ビタミンK不足によってy-カルボキシル化が欠如したマウスのβ細胞は、インスリン分泌を適応させることができなかった。

一方、ビタミンKによる治療はy-カルボキシル化活性を支持し、高グルコースと代謝ストレスの有害な影響からβ細胞を保護した。このことは、ビタミンK依存性のy-カルボキシル化が、膵臓β細胞の生存と適切な機能、特に細胞が窮地に陥った時に重要な役割を果たしていることを示唆している。β細胞の不利な条件への適応能力は、血糖コントロールに必要な時に十分なインスリン産生を保証する。

ヒトのβ細胞でも同様の傾向が観察され、ビタミンK依存性のy-カルボキシル化は、グルコースに対するインスリン分泌の改善と正の相関を示した。研究チームはまた、β細胞の小胞体（タンパク質合成が行われる細胞小器官）に存在するEGRPと呼ばれるタンパク質が、タンパク質とカルシウムの結合を制御するのに役立っていることを突き止めた。

研究者らは、EGRPのビタミンK依存的なy-カルボキシル化が、カルシウムの過剰充填からβ細胞を保護する一方、y-カルボキシル化が欠乏すると逆に高インスリン血症（インスリン濃度が通常より高くなる）を引き起こすことを発見した。細胞内カルシウムはβ細胞からのインスリン放出に大きな役割を果たしており、それゆえその調節は適切な膵β細胞機能にとって重要である。β細胞におけるカルシウム調節異常は、2型糖尿病の一般的な特徴である。(関連記事：2型糖尿病は適切な食事療法で予防できる - どの食事療法かご存知ですか？）

「我々の研究は、このタンパク質がインスリン分泌の障害を防ぐために、β細胞のカルシウムの生理的レベルを維持するのに重要な役割を果たしていることを示している」と、研究著者の一人であるジュリー・ラコンブ博士はEGRPについて語った。「ERGPがその役割を果たすためには、γ-カルボキシル化によるビタミンKが不可欠だ。」

ビタミンKは様々な食品やサプリメントから摂取できる重要な栄養素である。ビタミンKには、フィロキノン（ビタミンK1）とメナキノン（ビタミンK2）の2種類がある。ビタミンK1は、ケール、ほうれん草、ブロッコリー、キャベツなどの緑の葉野菜に含まれている。一方、ビタミンK2は納豆に多く含まれ、肉、チーズ、卵に少量含まれる。

Diabetes Care誌に掲載された研究によると、ビタミンK1とK2の両方を多く摂取することは、2型糖尿病の発症リスクの低下と関連しているが、その効果はビタミンK2の方が顕著である。

DiabetesCure.newsでは、糖尿病を自然に管理する方法についてより多くの記事を掲載している。

ビタミンK2の健康効果については、以下のビデオをご覧ください。